[发明专利]高温气冷堆及系统

说明书

一种高温气冷堆及系统，涉及高温气冷堆技术领域，其能够有效避免燃料球流动时产生的粉尘，并有效降低氦气泄露的概率，提高氦风机运行的可靠性和可维护性。所述高温气冷堆包括反应堆容器，及与反应堆容器连通的微通道换热器容器；反应堆容器包括外壳，及设置在外壳内的堆芯；堆芯包括：多个包含燃料元件的燃料盒，燃料盒采用正四面体结构、正四边形棱柱体结构或正六边形棱柱体结构，燃料元件采用TRISO包覆颗粒燃料；燃料盒侧壁开设有多个通孔；微通道换热器容器内设置有微通道换热器芯体；微通道换热器芯体包括连接在一起的多个板体，板体上设置有用于流通载热工质的流通槽，相邻板片的流通槽内分别流通一次侧载热工质和二次侧载热工质。

技术领域

本发明涉及高温气冷堆技术领域，具体而言，涉及一种高温气冷堆及系统。

背景技术

高温气冷堆采用涂敷颗粒燃料，以石墨作慢化剂。堆芯出口温度可达850～1000℃，甚至更高；核燃料一般采用高浓二氧化铀，亦有采用低浓二氧化铀的；根据堆芯形状，高温气冷堆分球床高温气冷堆和棱柱状高温气冷堆。

具体地，现有技术中，燃料球一旦投入堆芯，其在堆内的逗留时间和移动路线完全不在人们的掌控之中，相邻球间的空隙率也完全是随机不可控的，从而使得对于堆芯内某点附近区域而言，其燃料球发热量与氦气导出热量两者不但是不可预计的，而且是随时间改变的；在球床堆内可能出现一些球温非常高的局部区域，即所谓热点，这有可能导致反应堆一回路被与石墨粉尘混在一起的金属裂变产物严重污染。

此外，现有技术中，高温气冷堆的冷却剂通常采用氦气；具体地，该氦气存储在较大体积的管道内。然而，采用氦气/蒸汽循环有可能使水蒸汽进入堆芯，从而导致安全隐患的问题发生；并且，管裂也容易导致氦气泄露的发生概率增加，安全性较差。

因此，如何提供一种高温气冷堆及系统，能够有效避免不停堆换料时产生的粉尘污染，并有效降低氦气泄露的概率，提高氦风机运行的可靠性和可维护性，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温气冷堆及系统，其能够有效避免不停堆换料时产生的粉尘污染，并有效降低氦气泄露的概率，提高氦风机运行的可靠性和可维护性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种高温气冷堆，其包括：反应堆容器，以及与所述反应堆容器连通的微通道换热器容器；所述反应堆容器包括外壳，以及设置在所述外壳内的堆芯；所述堆芯包括：多个以固定方式排列的燃料元件，或多个包含燃料元件的燃料盒，所述固定排列方式包括正四面体排列，所述燃料盒采用正四边形棱柱体结构或正六边形棱柱体结构，所述燃料元件采用TRISO包覆颗粒燃料；所述燃料盒的侧壁开设有多个通孔；所述微通道换热器容器包括容器壳体，所述容器壳体内设置有微通道换热器芯体；所述微通道换热器芯体具有流通槽，用于流通载热工质；所述微通道换热器芯体包括连接在一起的多个板体，且所述板体上设置有用于形成所述流通槽的凹槽，相邻板片的流通槽内分别流通一次侧载热工质和二次侧载热工质。

多个所述微通道换热器芯体分别连接一次侧主管道的热端和冷端以及二次侧主管道的热端和冷端；所述一次侧主管道的冷端连接氦气风机；所述二次主管道冷端入口设置有阀门。

可选地，载热工质可选用氦气。

可选地，在容器壳体内还可设置有氦气风机。

可选地，多个板体之间通过焊接方式相连。

可选地，所述TRISO包覆颗粒燃料可以包含二氧化铀芯体、二氧化钍芯体、氮化铀芯体或氮化钍芯体。